KR900008218B1 - 스테인레스 진공보온병의 병체가공방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

스테인레스 진공보온병의 병체가공방법

제1도는 종래의 공법에 의하여 완성된 전체단면도.

제2도(a)(b)는 종래공법에 의한 한 예로, 내통의 가공순서를 설명한 단면도로써, (a)는 내통의 하체를 나타낸것이고, (b)는 내통의 상체를 나타낸것이다.

제3도는 종래의 공법에 의하여 완성된 내통 단면도.

제4도는 본 발명의 공법에 의하여 완성된 전체단면도.

제5도는 본 발명의 공법에 의한 내통가공순서를 설명한 단면도.

제6도는 본 발명의 공법에 의하여 완성된 내통단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 스테인레스판 2,2a : 피가공물의 원판

3,10 : 금형 8,16 : 내통

9,17 : 외통 7 : 연접부

11 : 피가공물의 사각체

본 발명은 스테인레스 진공보온병의 병체를 가공하는 방법에 관한 것이다.

좀더 구체적으로 설명하면 외통과 내통 가공시 생산공정을 단순화하고 불량품의 발생율을 감소시킴과 동시에 재료를 대폭절감하여 생산가를 인하하고 제품의 경량화와 그 성능을 향상시킬수 있음을 목적으로 한 것이다.

주지된 바와같이 스테인레스 2중진공보온병의 세계적인 추세를 살펴보면 스테인레스의 가공시 변태로 인한 조직의 변화가 없이 내통의 두께를 0.3t정도로 외통의 두께를 0.4t정도로하여 휴대시 매우 가벼워야 하며 또한 우수한 보온효과를 요구하고 있다.

이에 종래의 가공방법을 살펴보면 0.5-0.6t의 스테인레스판을 부채꼴모양으로 절단하여 병구부분은 소구경으로, 병하단부분은 대구경이 되도록 원추형상으로 용접시킨후, 이들 요구사항에 따라 드로윙라이드(DRAWINGRIDO)에 무리가 없도록 드로윙하여 왔던것이나 이는 과다한 가공으로 인한 소성변형으로 불량률이 높아 생산자가 높았을뿐아니라 드로윙이 부분적으로 행하여지므로 병체 자체의 두께가 일정치않아 보온효과도 매우 저조하여 실제 사용치 않고 있는 방법이다.

이에 현재 널리 사용하고 있는 일반적인 가공방법으로는 비교적 생산라인을 일원화시켜 양산이 가능하고 보온효과도 어느정도 인정할수 있는 방법인데 이를 첨부도면 제1도 내지 제3도에 의거 설명하면 다음과 같다.

제1도 내지 제3도에 있어서, 내통의 하부용기에 대한 가공방법을 제2도의 (a)에 의해 먼저 설명하면, 0.5t-0.6t정도의 두께를 가진 STS 304 스테인레스판(1)에 요구하는 소정의 직경으로 블랭킹(BLANKING)하여 원판(2)을 형성한후 이 원판(2)을 디프드로윙(DEEP DRAWING)금형(3)에 넣고 4차에 결쳐 순차적으로 디프드로윙을 하는데, 즉 1차 디프드로윙금형(3)의 펀치(PUNCH)(4)와 다이(DIE)(4a)의 직경은 원판(2)의 직경보다 약간 작게하여 원판(2)을 다이(4a)의 외연에 입상토록하여 1차 디프드로윙을 하며, 그 다음 2차 디프드로윙금형의 펀치와 다이의 직경을 상기 금형의 것보다 약간 작게하고 깊이를 좀더 깊게하며, 3차 4차 디프드로윙금형에서는 점차좁고 깊게하여 요구하는 보온병의 내통 하부용기(5)의 깊이와 직경에 맞도록 한후 1차에서 4차에 걸친 디프드로윙 가공시 형성된 상부외연부의 플랜지(6)를 트리밍(TRIMMING)하고, 다시 보온병의 내통하부용기(5)의 정격규격과 칫수에 맞도록 절단(CUTTING)하면 보온병의 내통하부용기(5)는 완성된다.

또한 제2도의 (b)와 같이 내통상부용기(5a)는 내통의 하부용기(5)와 형태상의 차이가 약간 있을뿐 그 드로윙 가공방법과 상부 용기(5a)의 상부플린지(6a)를 절단하는것은 동일하나 단지 차이가 있다면 상부용기(5a)의 하부에 밀폐된 부위인 절단선 C-C를 절단하는 것이다. 일단 내통의 하부와 상부용기(5)(5a)가 완성되면 그 연접부(7)를 제3도와 같이 맞대고 알곤용접을 하여 내통(8)을 완성하는것이며, 외통(9)의 경우에도 금형의 펀치와 다이의 크기는 다르나 드로윙에 의하여 가공되는 공법은 동일하다.

이와같이 종래의 가공방법은 0.5t-0.6t의 스테인레스판(1)으로부터 피가공물인 스테인레스판(1)을 원판(2)(2a)으로 블랭킹하고 마지막 디프드로윙후 용기(5)(5a)의 상부플랜지(6)(6a)를 절단해야 함과 동시에 내외통(8)(9)의 두께 즉 단면수축율이 크기 때문에 디프드로윙으로 인한 재료의 손실이 크고 또한 진공도가 떨어지므로 보온병으로써는 적합치 않았으며 특히 STS 304 스테인레스판(1)은 순금속과 고용체를 만드는 합금의 공통조직으로써 오우스테나이트(AUSTENITE)라고 하며 담금질강조직의 하나로 그 결정구조는 면심입방격자이며 탄소의 용해도는 1140℃에 있어서 2.1%이다.

또한 오우스테나이트는 비자성체이며 전지저항이 크고, 인장강도에 비해서 연신율이 크며 조직이 매우 조밀하여 밀폐성이 높다.

그러나 종래 디프드로윙 가공시에는 스테인레스원판(2)(2a) 자체를 강제로 인발시켜 주기때문에 높은 온도가 발생되고 이로인하여 오우스테나이트 스테인레스강은 마르텐사이트(Martensite)스테인레스강으로 변화하는데, 이 마르텐사이트는 강의 담금질조직중에서 경도가 크며 취약하고 강자성체이며, 오우스테나이트에서 마르텐사이트 변화시 조직이 팽창하여 용적이 현저하게 증가하므로 조직이 넓어 밀폐성이 적어지므로서 진공보온병으로서는 큰 위약점이 되었다.

따라서 종래 디프드로윙 가공법에 의하여 생산된 진공보온병은 진공도가 불량할뿐아니라, 그 공정자체도 매우 복잡하고 재료의 손실이 커서 생산자가 높이 책정되는 등 경쟁력의 약점이 있어 휴대용으로서는 적합치 않았던 결점이 있었다.

본 발명은 이러한 종래의 제반문제점을 감안하여 지극히 간단한 방법과 장치로서 조직의 변화가 없이 가공이 가능하므로 재료의 손실을 최대한 방지하여 생산가를 대폭인하 시킬수 있고 그 진공도를 가일층 향상시키며, 무게를 경량화 시킬수 있도록 된것으로 이를 첨부도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 제4도 내지 제6도에 있어서, 먼저, 0.5t의 스테인레스판(1)을 요구하는 사항에 따라 피가공물을 사각체(11)로 절단하여 원통형

으로 알곤용접시키고 이 원통의 일측을 내통(16)의 입구가 되도록

으로 스피닝(Spinning) 가공한다.

일단

으로 스피닝가공된 피가공물을 제2차에 걸쳐 벌징(BUlging)가공을 하는데, 이 벌징가공을 구체적으로 설명한다.

즉

으로 스피닝 가공된 피가공물의 내부에

형 우레탄(l2)을 끼운후 일정한형태(예컨데 진공보온병의 내통형상)를 가진 금형(10)내에 끼워넣고 약 400-500TON급의 고압프레스를 동작시켜 피스톤(13)을 급속히 하강시키면

링 피가공물내의

형 우레탄(12)이 순간적으로 팽창되면서

의 피가공물을 금형(10)내면에 밀착시키므로

의 피기공물이 1차로 확관된다. 따라서, 상기 피가공물의 두께가 전체적으로 확관되었으므로 0.5t에서 0.4t정도로 얇게 된다.

상기와 같은 방법으로 2차벌징가공시키면 두께가 0.4t에서 0.3t정도의 진공 보온병의 내통상부용기(14)로써 알맞은 직경과 길이의 피가공물을 얻을수 있다.

상기와 같이 상부용기(14)가 완성되면 역시 같은 방법으로 2차에 결쳐 벌징가공된 두께 0.3t의 하부캡(15)을 맞대고 알곤용접하면 제6도와 같은 내통(16)이 완성되며 내통(16)이 상부측의 나선홈이나 누두부는 통상의 가공방법과 동일하며 외통(17)은 내통(16)의 가공방법과 동일하다.

본 발명의 벌징가공방법에 의한 내통(16)과 외통(17)은 저온에서 작업이 행하여지므로 최초 스테인레스판(1)이 가지고 있는 오우스테나이트 조직에서 마르텐사이트조직으로 변화하지 않아 내외통(16)(17)의 두께는 종래방법에 비해서 얇고, 조직이 조밀하여 비자성체이므로, 진공도가 좋아 보온성이 향상되며 특히 중량이 가벼워 휴대가 지극히 간편하도록 된것이다.

상술한 바와같이 본 발명은 0.5t인 STS 304 스테인레스판(1)을 사각체(11)로 절단하고, 이를 둥글게 말아 용접한

형의 피가공물의 일측을 스피닝하여

으로 한후 이를 2차에 걸쳐 벌징가공으로 내통(16)의 상부용기(14)를 만들고, 같은 벌징가공으로 하부캡(15)을 가공한후 이를 서로 맞대고 알곤용접하여 0.3t의 내통(16)을 완성시키고, 또 상기와 동일한 가공방법으로 0.4t정도의 외통(17)을 가공한후 통상의 방법으로 진공보온병을 완성하는것으로 재료의 손실을 종래방법에 비해 50%정도 절감할수가 있고, 그 가공방법도 지극히 간편하여 불량품의 발생요인을 극소화하므로, 생산가를 대폭인하시킬수 있음은 물론 가공시 재료의 조직변화가 없어 보온성을 향상시킬수 있으며 무게를 경량화 시킬수 있어 휴대하기가 매우 편리한 획기적인 발명이다.

Claims (1)

1. 0.5t의 스테인레스판(1)을 사각체(11)로 절단하고 이를 둥글게말아 그 연접부를 알곤용접시켜 원통형

   

   의 피가공물을 형성시키며, 원통형의 피가공물의 일단을 스피닝하여

   

   으로 구성한후,

   

   피가공물내에

   

   형 우레탄(12)을 끼워 금형(10)내에 삽입하고 상기

   

   형 우레탄(12)을 고압프레스의 피스톤(13)으로 순간 타격하여

   

   형 우레탄(12)이 팽창됨과 동시에 피가공물도 확관되게하는 2차례의 벌징가공으로 0.3t를 가진 내통의 상부용기(14)와 0.4t를 가진 외통(17)의 상부용기를 얻을수 있음을 특징으로한 스테인레스 진공보온병의 병체가공방법.

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